JPH0751928B2

JPH0751928B2 - 内燃機関の点火時期制御装置

Info

Publication number: JPH0751928B2
Application number: JP17918787A
Authority: JP
Inventors: 昭彦荒木
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1987-07-20
Filing date: 1987-07-20
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPS6424167A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、自動車用の内燃機関の点火時期制御装置に関
し、特に加速時のショックを抑制するための点火時期制
御装置に関する。

〈従来の技術〉近年の自動車用の内燃機関、特に電子制御燃料噴射装置
を備えるものなどにあっては、機関運転状態に応じて燃
料の供給が応答性良く行われるため、加速運転時には機
関のトルクがスロットル弁の開度変化に応答性良く追従
して急激に上昇する。このため、加速ショックが発生す
る。

また、車両は重量が大きく慣性が大きいため、機関の出
力急増に対して応答性良く追従することができないの
で、加速状態から定常状態に移行する際には車両のゆり
返し（車両前後Ｇの変動）によるガクガク振動を生じる
と共に機関の回転変動を生じ、運転性，乗り心地が悪化
する。

そこで、スロットル弁開度の変化量に基づいて加速を検
出すると、所定時間点火時期を所定量遅角側に補正して
急激なトルク変化を抑制し、その後の所定時間において
は点火時期を機関回転数の変化量に基づいて機関回転数
の変化を抑制する方向に（すなわち回転降下時は進角側
に回転上昇時は遅角側に）補正して回転変動を抑制する
ようにしたものが提案されている（特願昭62−70439号
参照）。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかしながら、昨今の車両に対する運転性の要求は非常
に厳しく、加速ショックの低減とは相反する加速感につ
いての要求もあり、これらの高い次元での玉成が課題と
なっている。

この点から前記の加速ショック対策としての加速時点火
時期制御について見ると、スロットル弁開度の変化量に
基づいて加速を検出し、この加速検出のみを条件として
加速時点火時期制御を実施しているため、それほど加速
ショックが問題とならない場合においても加速時点火時
期制御がなされて、加速感が大きく損なわれてしまうと
いう問題点がある。

すなわち、加速ショックは加速の前後の燃焼圧の差によ
り発生するのであり、特に近年の自動車用の内燃機関で
は、燃費向上などのために、減速時など機関の出力を必
要としない場合に機関への燃料の供給を停止する燃料カ
ット手段（特開昭60−247033号公報等参照）をほとんど
備えていて、かかる燃料カット状態からの加速時に最も
加速ショックが大きく、それ以外の加速時には加速ショ
ックはそれほどでもない。にもかかわらず前記の加速時
点火時期制御では補正が一様なため、非燃料カット状態
からの加速時に加速感が大巾に損なわれると共にへジテ
ーション（もたつき）の発生を招いてしまうのである。

本発明は、このような問題点に鑑み、加速前の燃料カッ
トの有無を考慮して加速ショック対策のための加速時点
火時期制御をより好適に行うことができるようにするこ
とを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉このため、本発明は、第１図に示すように、機関回転
数，負荷及びスロットル弁開度を含む機関運転状態を検
出する機関運転状態検出手段と、前記機関運転状態検出
手段により検出される機関運転状態に基づいて点火時期
を設定する基本点火時期設定手段と、前記機関運転状態
検出手段により検出されるスロットル弁開度の変化量に
基づいて加速開始を検出する加速判定手段と、前記加速
判定手段による加速開始の検出時点からの経過時間を計
測する計時手段と、前記計時手段に基づき加速開始から
第１の所定時間が経過するまで前記基本点火時期設定手
段により設定された点火時期を遅角側に補正する第１の
点火時期加速補正手段と、前記計時手段に基づき第１の
所定時間の経過後から第２の所定時間が経過するまで前
記基本点火時期設定手段により設定された点火時期を前
記機関運転状態検出手段により検出される機関回転数の
変動を抑制する方向に補正する第２の点火時期加速補正
手段と、前記加速判定手段による加速開始の検出時直前
に燃料カット手段による燃料の供給停止がなされていな
いときに前記第１及び第２の点火時期加速補正手段によ
る補正量を小さく若しくはその補正を停止する加速補正
停止手段とを設けて、加速ショック対策用の点火時期制
御装置を構成する。

〈作用〉加速判定手段によりスロットル弁開度の変化量に基づい
て加速開始が検出されると、計時手段による管理のもと
に、加速開始から第１の所定時間が経過するまで、第１
の点火時期加速補正手段により点火時期が遅角側に補正
され、これによりトルクの上昇が比較的ゆるやかになっ
て加速ショックが防止される。そして、第１の所定時間
の経過後は、第２の所定時間が経過するまで、第２の点
火時期加速補正手段により、機関回転数の変動に応じ
て、すなわち回転降下時には進角側に回転上昇時には遅
角側に、点火時期が補正され、これにより回転変動が防
止される。

しかし、かかる加速時点火時期制御に際しては、加速開
始前の燃料カット手段による燃料カットの有無が判定さ
れ、燃料カット無しの場合は、加速補正停止手段によ
り、前記第１及び第２の点火時期加速補正手段による補
正量が減少されるか補正が停止される。

すなわち、加速開始前に燃料カット有りの場合は、加速
による加速ショックが極めて大きくなるので、燃料カッ
ト状態からの加速時のみ通常の加速時点火時期制御を実
施し、それ以外の加速時には、加速ショックがそれほど
問題とならないので、制御が停止する等して、十分な加
速感を得ると共に加速性能の向上を図るのである。

〈実施例〉以下に本発明の実施例を説明する。

第２図を参照し、機関１には、エアクリーナ2,吸気ダク
ト3,スロットルチャンバ４及び吸気マニホールド５を介
して空気が吸入される。

吸気ダクト３には熱線式のエアフローメータ６が設けら
れていて、吸入空気流量を検出する。スロットルチャン
バ４には図示しないアクセルペダルと連動するスロット
ル弁７が設けられていて、吸入空気流量を制御する。ス
ロットル弁７にはスロットル弁開度の検出のためポテン
ショメータ式のスロットルセンサ８が付設され、またこ
のスロットルセンサ８はスロットル弁７の全閉位置でON
となるアイドルスイッチ（図示せず）を内蔵している。
吸気マニホールド５には各気筒毎に電磁式の燃料噴射弁
９が設けられていて、図示しない燃料ポンプから圧送さ
れるプレッシャレギュレータにより所定の圧力に制御さ
れた燃料を機関１に噴射供給する。

燃料噴射量の制御は、コントロールユニット20に内蔵さ
れたマイクロコンピュータにおいて、エアフローメータ
６により検出される吸入空気流量Ｑと、後述するディス
トリビュータ13に内蔵されたクランク角センサ10からの
信号に基づいて算出される機関回転数Ｎとから、基本燃
料噴射量Tp＝Ｋ・Q/N（Ｋは定数）を演算し、これを適
宜補正して最終的な燃料噴射量Ti＝Tp・COEF＋Ts（COEF
は加速補正係数などを含む各種補正係数,Tsは電圧補正
分）を定め、Tiに相当するパルス巾の駆動パルス信号を
機関回転に同期した所定のタイミングで燃料噴射弁９に
与えることによって行う。

但し、第３図にフローチャートとして示す燃料カット手
段としての燃料カット制御ルーチンに従って減速時には
燃料噴射弁９による機関１への燃料の供給が停止され
る。

この燃料カット制御ルーチンについて説明すると、ステ
ップ61（図にはS61と記してある。他も同様）ではアイ
ドルスイッチのON・OFFに基づいてスロットル弁７が全
閉であるか否かを判定し、アイドルスイッチがON（スロ
ットル弁７が全閉）であればステップ62へ進む。ステッ
プ62では燃料カットフラグFCの値を判定し、FC＝０（非
燃料カット中）であればステップ63へ進む。ステップ63
ではクランク角センサ10からの信号に基づいて算出され
る機関回転数Ｎが燃料カットを開始可能な燃料カット回
転数N_C以上であるか否かを判定し、N_C以上であるか否か
を判定し、N_C以上であればステップ64へ進んで燃料カッ
ト（Tiの出力禁止）を開始すると共に燃料カットフラグ
FCを１にセットし、N_C未満であれば燃料カットを行わな
い。

ステップ62での判定でFC＝１（燃料カット中）の場合
は、ステップ65へ進んで機関回転数Ｎがリカバー回転数
N_R以下であるか否かを判定し、そうでなければ燃料カッ
トを続けるが、リカバー回転数N_R以下のときはステップ
67へ進んで燃料の供給を再開（リカバー）すると共に燃
料カットフラグFCを０にする。

また、ステップ61での判定でアイドルスイッチがOFF
（スロットル弁７が非全閉）の場合は、ステップ66へ進
んで燃料カットフラグFCの値を判定し、FC＝１（燃料カ
ット中）であれば、ステップ67へ進んで燃料の供給を再
開（リカバー）する。

このようにして、減速時の如く、スロットル弁７が全閉
（アイドルスイッチがON）となったときに機関回転数Ｎ
が予め設定された燃料カット回転数N_C以上であれば、燃
料カットを行い、スロットル弁７が開くか、機関回転数
Ｎが予め設定されたリカバー回転数N_Rにまで降下したと
ころで、燃料リカバーを行う。

尚、ステップ67での燃料リカバー後は、ステップ68へ進
んで、後述の点火時期制御ルーチンで使用するため、燃
料リカバー時からの経過時間を計測するタイマＴをスタ
ーさせている。

機関１の各気筒には点火栓11が設けられていて、これら
には点火コイル12にて発生する高電圧がディストリビュ
ータ13を介して順次印加され、これにより花火点火して
混合気を着火燃焼させる。ここで、点火コイル12はそれ
に付設されたパワートランジスタ12aを介して高電圧の
発生時期を制御される。従って、点火時期の制御は、パ
ワートランジスタ12aのオン・オフ時期をコントロール
ユニット20からの点火信号で制御することによって行
う。

この点火時期の制御のため、機関運転状態のパラメータ
として、クランク角センサ10からの信号に基づいて算出
される機関回転数Ｎと、負荷を表わすものとして前記の
ように演算される基本燃料噴射量Tpとが用いられる。ま
た、スロットルセンサ８からの信号に基づいて検出され
るスロットル弁開度TVOが用いられる。

ここで、クランク角センサ10,エアフローメータ６及び
スロットルセンサ８が機関運転状態検出手段に相当し、
点火コイル12,ディストリビュータ13及び点火栓11が点
火装置を構成する。

コントロールユニット20内のマイクロコンピュータにお
いては、第４図及び第５図にフローチャートとして示す
点火時期制御ルーチンに従って演算処理し、点火時期
（点火進角）ADVを制御する。

第４図の点火時期制御ルーチンは所定時間毎に実行され
る。尚、このルーチンの前提として、フローチャート上
では省略したが、所定時間毎に、スロットル弁開度TVO
を検出し、前回値をTVO_oLdとして記憶した上で、今回値
をTVO_newとして記憶し、かつスロットル弁開度の変化量
ΔTVO＝TVO_new−TVO_oLdを演算している。また、機関回
転数Ｎを検出し、前回値をN_oLdとして記憶した上で、今
回値をN_newとして記憶し、かつ機関回転数の変化量ΔＮ
＝N_new−N_oLdを演算している。

ステップ１では加速判定フラグF₁の値を判定し、F₁＝０
（加速判定前）の場合は、ステップ２へ進んでスロット
ル弁開度の変化量ΔTVOが所定値以上か否かの加速判定
を行う。このステップ２の部分が加速判定手段に相当す
る。

ΔTVO＜所定値であって、加速と判定されない場合は、
ステップ２からステップ４へ進んで加速補正量DLTADVを
０にする。

そして、ステップ20へ進んで機関回転数Ｎと基本燃料噴
射量Tpとに基づきマップを参照して基本点火時期MADVを
検索により設定する。このステップ20の部分が基本点火
時期設定手段に相当する。

そして、ステップ21へ進んで基本点火時期MADVに加速補
正量DLTADV（この場合はDLTADV＝０）を加算して最終時
な点火時期ADVを演算し、このルーチンを終了する。

ΔTVO≧所定値であって、加速開始が検出された場合
は、ステップ２からステップ３へ進んで、前記タイマＴ
の値に基づき、燃料リカバー後の経過時間（Ｔ）と所定
時間T₀と比較する。

Ｔ＞T₀の場合は、非燃料カット状態からの加速であるの
で、ステップ３からステップ４へ進んで加速補正量DLTA
DVを０にする。そして、前述の場合と同様にステップ2
0,21へと進んで加速補正することなく点火時期ADVを定
め、このルーチンを終了する。従って、この場合は加速
判定フラグF₁は０に維持され、加速ショック対策のため
の加速時点火時期制御に移行することはない。よって、
ステップ３の部分が加速補正停止手段に相当する。

Ｔ≦T₀の場合は、燃料カット状態からの加速であるの
で、加速ショック対策のための加速時点火時期制御に移
行する。すなわち、ステップ３からステップ５へ進んで
加速判定フラグF₁を１にセットし、次にステップ６へ進
んで計時手段としてのタイマTIMをスタートさせる。

そして、ステップ７へ進んで加速判定時のスロットル弁
開度の変化量ΔTVOに基づきマップを参照して加速レベ
ルに応じて遅角量TRADV（負の値）を検索により設定す
る。また、ステップ８へ進んで時間係数KDADVを１に
し、位相制御量DNADVを０にする。

そして、ステップ17へ進んで加速補正量DLTADVを次式に
従って演算する。

DLTADV＝TRADV・KDADV＋DNADV この場合は、KDADV＝1,DNADV＝０であるからDLTADV＝TRADVとなる。

そして、ステップ20,21へと進んで点火時期ADVを定め、
このルーチンを終了する。従って、この場合の点火時期
ADVは基本点火時期MADVをTRADV分遅角側に補正したもの
となる。

加速判定後（すなわち加速判定フラグF₁が１となった
後）にこのルーチンが実行される際は、ステップ１での
加速判定フラグF₁の値の判定によりステップ９へ進む。

ステップ９ではタイマTIMの値と第１の所定時間T₁とを
比較し、TIM＜T₁（すなわち加速開始から第１の所定時
間T₁内）であればそのままステップ17,20,21へと進む。

従って、加速開始から第１の所定時間T₁が経過するまで
点火時期がTRADV分遅角側に補正される。よって、ステ
ップ7,8,9,17,20,21の部分が第１の点火時期加速補正手
段に相当する。

加速開始から第１の所定時間T₁が経過すると、ステップ
９からステップ10へ進んでタイマTIMの値と第２の所定
時間T₂とを比較し、TIM＜T₂（すなわち加速開始から第
１の所定時間T₁経過後で第２の所定時間T₂内）であれば
ステップ11進む。ステップ11では時間係数KDADVが０か
否かを判定し、０でない場合のみステップ12で時間係数
KDADV（初期値１）を所定量減少させる。

そして、ステップ13へ進んで位相制御開始フラグF₂の値
を判定し、F₂＝０（位相制御開始前）の場合は、ステッ
プ14へ進んで機関回転数の変化量ΔＮが負となった（す
なわち機関回転数が降下し始めた）か否かを判定し、Δ
Ｎ≧０の場合はステップ17,20,21へと進む。

従って、第１の所定時間T₁の経過後、位相制御が開始さ
れるまで、加速補正量DLTADV＝TRADV・KDADV（但し、KD
ADV:1→０）となって、点火時期ADVが次第に基本点火時
期MADVに近づいてゆく。

ステップ14での判定でΔＮ＜０となった場合は、ステッ
プ15へ進んで位相制御開始フラグF₂を１にセットした
後、ステップ16へ進んで位相制御を開始する。

また、位相制御開始フラグF₂が１にセットされると、次
回からはステップ13での位相制御開始フラグF₂の値の判
定に基づいてステップ16へ進み、位相制御を行う。

位相制御の制御内容は第５図に示してあり、ステップ31
でΔＮの正負を判定し、ΔＮ＜０（回転降下）の場合
は、ステップ32へ進んで時間係数KDADVが０か否かを判
定し、未だ０でないときはステップ33へ進んで位相制御
量DNADV＝K2X・（−ΔＮ）とし、すでに０になっている
ときはステップ34へ進んで位相制御量DNADV＝K2Y・（−
ΔＮ）とする。K2X,K2Yは定数である。また、ステップ3
1での判定でΔＮ≧０（回転上昇）の場合は、ステップ3
5で時間係数KDADVを０にした後、ステップ36へ進んで位
相制御量DNADV＝−K1・ΔＮとする。K1は定数である。

従って、回転降下時は位相制御量DNADVが進角側への補
正のため正の値、回転上昇時は位相制御量DNADVが遅角
側への補正のため負の値となる。

このようにして位相制御量DNADVが設定されると、ステ
ップ17へ進んでこれに基づいて加速補正量DLTADVを設定
し、ステップ20,21へ進んでこれに基づいて点火時期ADV
を演算する。

こうして、第２の所定時間が経過するまで、回転降下時
には点火時期が進角側に補正され、また回転上昇時には
点火時期が遅角側に補正されて、回転変動が抑制され
る。よって、ステップ9,10,16,17,20,21の部分が第２の
点火時期加速補正手段に相当する。

加速開始から第２の所定時間T₂が経過すると、ステップ
10からステップ18へ進んで加速判定フラグF₁及び位相制
御開始フラグF₂を共に０にした後、ステップ19へ進んで
加速補正量DLTADVを０にし、ステップ20,21へと進んで
点火時期ADVを定める。これにより、通常の制御に戻
る。

第６図には加速時点火時期制御の様子を示してある。

尚、上記の実施例では、非燃料カット状態からの加速時
に加速補正を停止したが、燃料カット状態からの加速時
に較べ加速補正量を減少させるようにしてもよい。この
ようにする場合は、TRADV,K2X,K2Y,K1の値を小さくすれ
ばよい。

〈発明の効果〉以上説明したように本発明によれば、燃料カット状態か
らの加速時に加速ショック対策のための加速時点火時期
制御を実施し、非燃料カット状態からの加速時には加速
時点火時期制御を停止あるいは補正量を小さくしたの
で、加速前の機関運転状態を考慮して、加速ショックの
低減と加速感の向上とを両立させることができるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム図、第３図は燃料カット制
御ルーチンのフローチャート、第４図は点火時期制御ル
ーチンのフローチャート、第５図は第４図中の位相制御
のフローチャート、第６図は制御特性を示すタイムチャ
ートである。１……機関、６……エアフローメータ、７……スロット
ル弁、８……アイドルスイッチ付スロットルセンサ、９
……燃料噴射弁、10……クランク角センサ、11……点火
栓、12……点火コイル、13……ディストリビュータ、20
……コントロールユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関の減速時に機関への燃料の供給を停止
する燃料カット手段を備える内燃機関において、機関回
転数，負荷及びスロットル弁開度を含む機関運転状態を
検出する機関運転状態検出手段と、前記機関運転状態検
出手段により検出される機関運転状態に基づいて点火時
期を設定する基本点火時期設定手段と、前記機関運転状
態検出手段により検出されるスロットル弁開度の変化量
に基づいて加速開始を検出する加速判定手段と、前記加
速判定手段による加速開始の検出時点からの経過時間を
計測する計時手段と、前記計時手段に基づき加速開始か
ら第１の所定時間が経過するまで前記基本点火時期設定
手段により設定された点火時期を遅角側に補正する第１
の点火時期加速補正手段と、前記計時手段に基づき第１
の所定時間の経過後から第２の所定時間が経過するまで
前記基本点火時期設定手段により設定された点火時期を
前記機関運転状態検出手段により検出される機関回転数
の変動を抑制する方向に補正する第２の点火時期加速補
正手段と、前記加速判定手段による加速開始の検出時直
前に前記燃料カット手段による燃料の供給停止がなされ
ていないときに前記第１及び第２の点火時期加速補正手
段による補正量を小さく若しくはその補正を停止する加
速補正停止手段と、を含んで構成されることを特徴とす
る内燃機関の点火時期制御装置。